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[线材] 【转帖】音响线材的平衡和不平衡接线

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发表于 2009-5-14 23:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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线路电平的信号线可以划分为平衡和不平衡两大类,平衡信号线可由其3芯的XLR插头来加以辩认,而不平衡的信号线则往往端接以RCA插头。

1、平衡信号线的使用

那么为何在音响器材中使用这两种互不兼容的信号线呢?曾经有过一阵,所有的民用音响器材皆使用不平衡的输入与输出方式;而所有的专业用音响器材则一律采用平衡的输入与输出方式。实际上,平衡输入又往往称为“专业器材输入”,以有别于民用的不平衡输入插座。当时认为,没有必要将造价相当昂贵的平衡连接方式用在民用音响器材上。

然而,后来出现了High-End的音响,原先的想法便发生了变化。High-End的音响便不再采用原先的那些便宜的不平衡的连接方式而改用性能更好些的平衡连接方式。在那些档次较高的音响器材上,除设有不平衡的连接方式外,还至少设有几种平衡连接的方式。此外,现已有越来越多的音响制造厂家开始在其产品上采用了平衡连接的方式。因此,便在音响器材上采用了两种标准——平衡和不平衡的连接方式。原先为专业音响器材所采用的在技术上先进些而在声重放效果方面更好些的平衡式连接方式,已逐渐在家庭用音响器材中获得了日益增多的应用。

那么,平衡接线又是怎么回事呢?它同标准的RCA插头和插座又有些什么不同呢?

在不平衡接线中,音频信号是接在RCA插头和中心接线上,而外面的一些则为接地屏蔽层。也有些不平衡的信号线带有二根信号线和一个屏蔽层而将屏蔽层不用。如果将这种不平衡的信号线放在有着起伏变化的磁场附近,比方说,放在交流电源引线的附近,磁场便会在信号线中感应出噪声信号,让人们听到音箱中发出的交流哼声。
图示.gif
对专业应用说来,这种交流淳声和噪声以及蜂音皆是不能容许的。因此,人们便研究出一种没有这些噪声干扰的平衡连接方法。平衡连接方式使用了三根导线,其中两根用于传送信号,另一根则用做屏蔽。两个信号完全相同但在相位上却相差180°。当其中一根导线中传送的信号为正的峰值时,在另一根导线中传送的信号便刚好为负的峰值,而第3根导线则为地线。也有些平衡式的信号线采用了三根导线而另外加一个屏蔽层。
层。

在将平衡线中传送的两个完全相同而极性刚好相反的信号加到音响器材中负责接收信号的差分放大器时,信号线中的所有噪声便会被抑制。原因是,差分放大器只负责放大两个信号之间的差值(见图)。如果在线路中串入了噪声,则在两根导线中便会有相同的噪声,而差分放大器便会将噪声予以抑止。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑止(common-mode rejection)。根据差分放大器输入端对噪声的抑制情况,还专门用共模抑止比(CMRR)来予以表征。注意平衡信号线并不会让附加有噪声的信号变得干干净净。平衡信号线只不过能够抑止信号线中所增加的一些附加的噪声。如果在平衡信号线中的两半皆有共同的噪声,共模抑止便会将这些噪声给抑制掉。

专业应用时,间或还用一只变压器来起到差分放大器的作用,也即通过两根导线中的信号之差,去抑制对两根导线说来为共有的信号。民用音响器材则只用差分放大器而不用变压器。但是工作原理还是一样的。

2、正确的接法

在终端接以XLR接头的平衡信号线中,针脚1倒是始终被用做地线的。然而,对究竟该用哪根导线去传送未经倒相的信号和用哪一根去传送已经倒相的信号,则未曾明确地规定。通常,将传送未经倒相的信号的导线称为“热”线,而将传送已倒相的信号的导线称为“冷”线。就这么随意地使用了几十年。不过,近来美国音频工程协会(AES)却宣布,采纳北美的传统作法,即将针脚2作为传送未经倒相的信号线(热线),而将针脚3作为传送已倒盯的信号线(冷线)。

可以通过音响系统中绝对极性的是否倒相来判断平衡接线中的连接方式,即针脚2还是针脚3应接“热线”(关于绝对极性请参阅本书附录A1)。如果音响系统未曾被倒相,也即LP密纹唱片或CD唱片上的正极性信号在音箱的输入也为正极性的信号,则只需将平衡信号线加给功率放大器的针脚3的“热”信号变换为针脚2的“热”信号,便会让系统倒相。在替换那些平衡的音响器材,例如数字处理器、前置放大器或功率放大器时,便应先弄清这些新的音响器材上的XLR插座的接法是否跟原有的器材的接法一样。虽然也可以通过改变平衡信号线上的针脚3和针脚2的接法去改变音响系统的绝对极性。但是,改变音响系统的绝对极性的最为简单的办法还是去掉换一下音箱线的一红一黑的两根接线。如果将信号线的一端的插针2和插针3加以随意的改接,便有可能会让其他的系统不能正常地工作或是在不想改变极性时让极性也有了改变。

3、认真地区分

除了可抵消噪声外,平衡边境方式在重放音质方面也往往比不平衡的连接方式要好。但是,用平衡信号线连接的有些音响系统,却往往在重放音质方面反而比用不平衡方式连接的音响系统要差些。假设手头有这么一只数字处理器,它系由数字/模拟(D/A)变换器芯片输入不平衡的信号,然后再将之变换为平衡信号。因之,还被制造厂家标榜为“平衡输出”的数字处理器。在数字处理器内,不平衡信号是经过将一种极性的信号变换为另一种极性相反的信号的分相器来变换为平衡信号的。分相器不得不让不平衡的信号通过附加的有源级(晶体管或运放),并在信号行程中添加了更多的电路。这种平衡式数字处理器的输出随即加到平衡式前置放大器的输入端。由于除了最好的平衡式前置放大器外,为了适应前置放大器内部的增益级,皆系在前置放大器的输入级中将平衡输入信号先变换为不平衡信号的。因此,便会在信号的行程中添加一级有源级。不平衡的信号在前置放大器中经放大后,又再用一个分相器去将之变换为平衡的信号。
随后,前置放大器的平衡输出便加到功率放大器的平衡输入端,并再次用一级有源级来将之变换为不平衡的信号。由于反复经过不平衡/平衡/不平衡/平衡/不平衡的变换,所以便不可避免会地在信号的行程中增加好些不希望有的电路。这也就是为何平衡的音响器材并非先天便会比不平衡的音响器材会更出靓声的原因。

然而,又确实还真的有些音响器材是真正的平衡式的而不需去用什么分相器之类的电路。举例来说,数字处理器便可以在数字域内产生平衡信号,不仅不会让声音受到损害而且还会获得些好处。此外,更可利用4个数字/模拟(D/A)变换器和模拟输出级(+及-左通道和+及-右通道)来将平衡信号变换为模拟信号。同亲,有些前置放大器也是用两魇同样电路去分别处理已倒相信号和未经倒相信号的真正平衡式前置放大器。可以根据音量控制的数目来判断是否为真正平衡的前置放大器。那些在内部对非平衡信号进行处理的前置放大器,将只具有两个音量控制器件,左和右通道各一个;而完全平衡的前置放大器,则将会具有四个音量控制器:正负左通道和正负右通道。因此,从数字处理器内的数字/模拟(D/A)变换器之前开始到功率放大器的末级,信号皆始终保持为平衡的状态。
和音响器材中的全部情况一样,最好的验证方法便是去通过聆听和试听。因此,到音响商店中去选购音响器材时,便应当对平衡和不平衡两种状态都加以试听。让自己的耳朵去判断究竟是按照平衡方式连接还是按照不平衡方式连接时的音响效果要更好些 .

音频平衡与非平衡

音响的连接中有平衡和非平衡之分。
非平衡又叫单端输入或单端输出。一个信号端和一个参考端( 地) 。
平衡又叫双端输入或双端输出。两个信号端其中一个正向另一个反向。电子平衡中还有“ 地” 。
平衡电路有两种:
1、变压器平衡: 它是真正意义上的平衡。它有极高的共摸抑制比、输入输出完全隔离、无直流、无地线引起的交流声、接成非平衡时, 反向输出端接地, 增益无变化。它的缺点是平衡变压器造价昂贵, 频响较难做到平直。
2、电子平衡: 用电子线路做成的平衡。它的共摸抑制比一般不会高于集成电路的供电电压( 约正负15 伏) 。输入输出不隔离, 有可能因重复接地引起交流声、接成非平衡输出时, 反向输出端必须悬空不能接地, 且增益降低6dB。接成非平衡输入时,反向输入端必须接地不能悬空。它的优点是造价低廉, 频响较易做到平直。
虽然变压器平衡有许多优点,但是由于其造价昂贵( 频响平直的变压器)所以很少采用。现在我们用的调音台和周遍包括功放大多采用“ 电子平衡” 。
由于电子平衡与变压器平衡的区别, 所以二者的接线方法是不一样的, 应引起注意。
平衡接法和非平衡接法的问题:
概括的说,音频设备的输入端和输出端或是平衡,或是不平衡。平衡电缆用辅助线作屏蔽阻止由于线长所造成电阻中的噪音。一般的大二芯电缆和莲花型电缆是不平衡型的; 卡侬或立体声大三芯电缆是平衡型( 有三个连接脚, 不是两个) 。
每件器材都有平衡或不平衡输入输出口。如果您将平衡输出连接到平衡输入端,应该用平衡电缆。
-不平衡输入输出连接到不平衡输入输出, 可以使用不平衡电缆; 如果使用平衡电缆不会造成什么损害, 只是不能使用辅加线, 也不会有任何收益。
-不平衡输入/输出连接至平衡输入输出, 同上
-平衡输入/输出连接至平衡输入输出, 应使用平衡电缆, 如果使用不平衡电缆的话,则容易引起连线噪音, 特别是长度在3-5 米或长的电缆中更容易产生噪音。
需要注意的是,平衡与不平衡插头不完全与阻抗有关。如卡侬电缆几乎都是低阻抗的,而1/4inch 电缆可以是平衡也可以是不平衡, 可以是低阻抗也可以是高阻抗。
而且, 如果您用一根很长的电缆(3-5 米以上) 将平衡输出端连接到不平衡输入端。那么整个电缆使用平衡电缆, 并在连接不平衡输入之前使用接线盒或匹配的变压器,都是好办法。
这样可以利用平衡电缆的很强的防止噪音的特点。
平衡线路
音频线路有三种线:高、低以及一个接地屏蔽。高频线路和低频线路接到地面时的电压相同。这种设计有助于防止较长电缆中的噪音干扰。一般是+4dbu 输入输出。
不平衡线路
音频线路有两种线:高和低。高频线传载信号,低频线接地。地面导体对其它导体起着屏蔽作用。由于高频线路和低频线路到地面的电压不同,所以叫作不平衡。一般是-10dbu 输入输出。

[ 本帖最后由 过客匆匆 于 2009-5-14 23:56 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2009-5-14 23:31 | 显示全部楼层
音响系统各设备的配接及影响
音响系统各设备之间的配接十分重要,如果配接不好,就会明显影响整个系统的放音质量,严重时会损坏设备或使整个系统无法正常工作。通常,由一个厂家生产的套装设备,如:组合音响,因对各设备之间的配接要求已作考虑,故配接问题不大,对于不同厂家组合而成的组合音响,尤其必须对系统的配接问题给予足够的重视。  

    关于音响系统的配接,国际上有IEC268-15的"声系统设备部件互联的优选值",我国也有相应的标准--家用声系统设备互连配接要求(GB9031-88)和声系统设备互连的优选配接值等。

一、常用配接插头和接线

常用的配接插头、插座有如下几种。

(1)两芯或三芯插头插座  

有直径φ2.5mm、ф3.5mm和ф6.3mm三种,一般用于话筒输入、外接扬声器输出或耳机输出等。两芯的用于单声道或不平衡接法,三芯的用于立体声或平衡接法。

(2)TX型同心插头插座

又称莲花插头,或称电唱盘插头,因最早用于电唱头输出线而得名,目前应用很广,除了电唱盘外,还可供CD机、VCD机、卡座机和其他音响设备等作输入、输出使用。总之,主要用于音频电平在1V左右的各种音响设备输入、输出的连接。

(3)YC型五芯插头插座

  又称德国DIN标准的插头插座,一般用于盒式录音机与放大器之间的配接,作录音机的线路输入输出使用。

(4)卡侬插头插座

  多用在调音台及其周边设备、功放的输入输出连接。通常卡侬插头插座多用于平衡接法,其各脚的接法是:1(地)为屏蔽接地,2(+)为信号正端,3(-)为信号负端。如果将卡侬插头接成不平衡接法,则可将3端和1端短接即可。

  一般的插头插座的接线还是比较简单的。在调音台的插入(INSERT)插头比较特殊,为了将多加的效果设备通过插头插座接插到调音台输入通道,使用Y型分支插头接线方式(即调音台的INS采用Φ6.3mm两芯一地插头,效果设备的输入、输出采用Φ6.3mm一芯一地插头。效果设备的输入接两芯一地的环和地,输出接两芯一地的头和地)。

  关于配接用连线,除了功放与音箱之间的喇叭线可用一般没有屏蔽层的塑料线外,其他各种信号连线都应采用单芯、双芯或多芯屏蔽线,以避免串入交流声或其他高频干扰。五芯DIN插头用的屏蔽线是一种专用的五芯屏蔽线,如果没有的话可用两根有屏蔽的双芯线代替。

喇叭线(扬声器连接线)属于大信号的功率线,在要求不高的场合虽然一般可用多股(最好是20股以上)塑料线;但在高保真放声场合,喇叭线对音质的影响不可忽视,因此应采用专用的喇叭线,以便获得最佳的音响效果。由于现代功放的输出内阻一般都很小,只有0.05~0.2Ω,因而扬声器接线电阻对阻尼系数有很明显的影响,所以一般要求喇叭线粗而短,以减少接线电阻。

二、系统的配接考虑

  一个音像系统能否发挥各种设备的性能,其配接是很重要的。如果配接不好,就会明显地影响系统的放声和图像质量,严重时会损坏部件或使整个系统无法工作。为了实现正确的配接,必须注意:一是要保证各设备之间在阻抗、电平、功率、频带等方面达到匹配;二是要注意信号的传输方式,是采用平衡方式还是不平衡方式;三是要正确选用传输线和接插件。
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 楼主| 发表于 2009-5-14 23:34 | 显示全部楼层
XLR 平衡输出标准分美标和日欧标准,1永远是地线,正极与负极要看地区:
美标的接法是:1G(地)、2+、3-(现在大多数机器都是采用这一标准,一般机器上都有极性标志
欧标及日本为:1G(地)、2-、3+(现在有些欧日机也开始采用美标了,一般机器上都有极性标志)
如果你的前端设备如CD等音源和后端设备如合并功放或前级都是相同标准,则XLR 平衡线的公头和母头1、2、3按照同极性焊接。
如果你的前端设备和后端设备不是属于同一种标准,则将公头或母头按照各自标准进行2、3交叉反转焊接即可。


[ 本帖最后由 过客匆匆 于 2009-5-29 16:19 编辑 ]
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发表于 2009-5-15 00:00 | 显示全部楼层
好文,我就是记性不好,每次做平衡线都要再确认一下地线,呵呵[s:97]
“攻人之恶毋太严,要思其堪受;教人以善毋过高,当使其可从。好察非明,能察能不察之谓明;必胜非勇,能胜能不胜之谓勇”。
香港弦声音响
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发表于 2009-5-15 00:27 | 显示全部楼层
平衡冷热相抵,抑制干扰。[s:20] [s:20] [s:20]
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转这种好贴一定要顶!
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原帖由 柯武 于 2009-5-15 08:32 发表
楼主幸苦了[s:54] [s:54]



不辛苦,对有些朋友有用就中[s:97]
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发表于 2009-5-15 20:57 | 显示全部楼层
我敢肯定地说。。。。。。。。。。我只读得懂一小点[s:97]
我敢肯定地说。。。。。。。。。。科学技术是第一生产力:victory:
===岁月无声====
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好贴!楼主辛苦了。

有些太专业了,我有些理解不了,

能否归纳出简单的结论性指导性方法,让我们参考。
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